Литосфера «капает» под Андами миллионы лет

Подобно тому, как медленно стекает мёд с ложки, части каменистой внешней оболочки Земли непрерывно погружаются в более текучий слой мантии планеты на протяжении миллионов лет. Этот процесс, известный как литосферное капание, приводит к значительным деформациям на поверхности, таким как образование бассейнов, складчатость коры и неровный рельеф.

Хотя концепция относительно нова в теории тектоники плит, несколько примеров такого процесса уже идентифицированы в мире. Теперь международная команда под руководством учёных из Университета Торонто подтвердила, что несколько регионов в центральной части Анд в Южной Америке сформировались именно таким образом. Исследование, опубликованное в Communications Earth & Environment, показывает, что крупный фрагмент литосферы под Андами «обрушился» вниз, подобно холодному сиропу, из-за своей высокой плотности. Это, вероятно, ответственно за два крупных тектонических события в Центральных Андах: смещение поверхностного рельефа региона на сотни километров, а также сжатие и растяжение самой коры.

Процесс происходит, когда утолщённые части нижнего слоя литосферы прогреваются и начинают погружаться в мантию. По мере их опускания сначала образуется впадина на поверхности, которая затем приподнимается, когда вес ниже отрывается и уходит глубже. Это приводит к масштабному «всплыванию» участка суши. Центральноандийское плато, включающее плоскогорья Пуна и Альтиплано, изначально сформировалось при субдукции плиты Наска под Южно-Американскую плиту. Однако последующий подъём топографии, как показывают исследования, происходил неравномерно, а импульсами на протяжении кайнозойской эры, начавшейся около 66 млн лет назад.

«Различные исследования связывают удаление литосферы с обширной деформацией поверхности, не связанной с субдукцией, и эволюцией плато», — отмечает соавтор работы, профессор Рассел Пискливек. Чтобы проверить гипотезу о том, что эволюция внутриконтинентальных бассейнов Анд вызвана процессами литосферного капания, команда создала трёхмерные аналоговые лабораторные модели. В эксперименте использовались материалы вроде песка, глины и силикона, чтобы воссоздать процессы в масштабе.

Модели, снимаемые камерами с высокой точностью, показали, что изменения высоты коры, вызванные «каплей», очень хорошо соответствуют изменениям высоты бассейна Арисаро в Андах. Учёные также наблюдали в модели укорочение коры со складками и образование впадин. «Мы уверены, что капание — очень вероятная причина наблюдаемых в Андах деформаций», — заключает ведущий автор Джулия Андерсен. Открытия показывают, что литосфера может быть более динамичной и текучей, чем считалось ранее.